Java多線程:生產(chǎn)者與消費(fèi)者案例
前言
想象一下生活中哪些是和線程沾邊的？飯店炒菜就是一個(gè)很好的例子
首先客人要吃菜，前提是廚師要炒好，也就是說(shuō)，廚師不炒好的話客人是沒(méi)有飯菜的。這時(shí)候，廚師就是一個(gè)線程，客人拿菜就是另一個(gè)線程。
工具
jdk13，IDEA2019.1.4
知識(shí)點(diǎn)
Thread、Runnable、synchronized、面向?qū)ο笾R(shí)（繼承、封裝、接口、方法重寫）、條件判斷以及線程的一些其他知識(shí)點(diǎn)
設(shè)計(jì)思路
首先要有兩個(gè)線程，也就是說(shuō)要兩個(gè)類，分別是Producer（生產(chǎn)者）和Consumer（消費(fèi)者）。
由于我們是模擬廚師與客人之間的互動(dòng)，也就是說(shuō)還需要一個(gè)類來(lái)封裝信息：Message（類）。
然后，避免線程之間發(fā)生數(shù)據(jù)混亂的情況，肯定還需要使用synchronized來(lái)進(jìn)行線程同步。
具體步驟
首先我們來(lái)一份沒(méi)有用synchronized的代碼，先看看效果：
public class Message {
private String title;
private String content;
Message(){
};
public Message(String title, String content) {
this.title = title;
this.content = content;
}
public String getTitle() {
return title;
}
public void setTitle(String title) {
this.title = title;
}
public String getContent() {
return content;
}
public void setContent(String content) {
this.content = content;
}
}
/*
* 定義生產(chǎn)者類Producer
* */
class Producer implements Runnable{
private Message msg=null;
public Producer(Message msg) {
this.msg = msg;
}
@Override
public void run() {
for (int i=0;i<=50;i++){
if (i%2==0){
this.msg.setTitle("喜歡夜雨嗎？");
try {
Thread.sleep(100);
}catch (InterruptedException e){
System.out.println(e);
}
this.msg.setContent("是的呢！");
}else {
this.msg.setTitle("還不關(guān)注我嗎？");
try {
Thread.sleep(100);
}catch (InterruptedException e){
System.out.println(e);
}
this.msg.setContent("好的呢！");
}
}
}
}
/*
* 定義消費(fèi)者類Consumer
* */
class Consumer implements Runnable{
private Message msg=null;
public Consumer(Message msg) {
this.msg = msg;
}
@Override
public void run() {
for (int i=0;i<=50;i++){
try {
Thread.sleep(100);
}catch (InterruptedException e){
System.out.println(e);
}
System.out.println(this.msg.getTitle()+"--->"+this.msg.getContent());
}
}
}
class TestDemo{
public static void main(String[] args) {
Message msg=new Message();
new Thread(new Producer(msg)).start();
new Thread(new Consumer(msg)).start();
}
}
看看運(yùn)行結(jié)果：
看仔細(xì)咯，發(fā)生了數(shù)據(jù)錯(cuò)亂啊，Title與Content沒(méi)有一一對(duì)應(yīng)欸。咋辦？
能咋辦，改代碼唄。
發(fā)生數(shù)據(jù)混亂的原因完全是因?yàn)?，生產(chǎn)者線程還沒(méi)生產(chǎn)的時(shí)候，消費(fèi)者就已經(jīng)消費(fèi)了（至于消費(fèi)的啥我也不知道，我也不敢問(wèn)?。Ｋ栽斐闪藬?shù)據(jù)混亂，不過(guò)我們上面說(shuō)了啊，要使用synchronized來(lái)讓線程同步一下。但是又會(huì)出問(wèn)題，我們接著往下看
class TestDemo{
public static void main(String[] args) {
Message msg=new Message();
new Thread(new Producer(msg)).start();
new Thread(new Consumer(msg)).start();
}
}
class Message{
private String title,content;
public synchronized void set(String title,String content){
this.title=title;
this.content=content;
}
public synchronized void get(){
try {
Thread.sleep(1000);
}catch (InterruptedException e){
System.out.println(e);
}
System.out.println(this.title+"-->"+this.content);
}
public String getContent() {
return content;
}
public void setContent(String content) {
this.content = content;
}
public String getTitle() {
return title;
}
public void setTitle(String title) {
this.title = title;
}
}
class Producer implements Runnable{
private Message msg=null;
Producer(Message msg){
this.msg=msg;
}
@Override
public void run() {
for (int i=0;i<=50;i++){
if (i%2==0){
this.msg.set("喜歡夜雨嗎？","是的呢！");
}else {
this.msg.set("還不關(guān)注嗎？","好的呢！");
}
}
}
}
class Consumer implements Runnable{
private Message msg=null;
Consumer(Message msg){
this.msg=msg;
}
@Override
public void run() {
for (int i=0;i<=50;i++){
this.msg.get();
}
}
}
我又重新封裝了一些方法，然后運(yùn)行的時(shí)候，wc，數(shù)據(jù)倒是不混亂了，但是呢，數(shù)據(jù)重復(fù)了一大堆。
為啥會(huì)出現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題呢?最后想了一下，會(huì)出現(xiàn)這種問(wèn)題的，就是因?yàn)榫€程的執(zhí)行順序的問(wèn)題。我們想要實(shí)現(xiàn)的效果是生產(chǎn)者線程執(zhí)行了之后，讓生產(chǎn)者線程等待，而后讓消費(fèi)者線程執(zhí)行，等待消費(fèi)者線程執(zhí)行完成之后就又讓生產(chǎn)者線程繼續(xù)執(zhí)行。后來(lái)我又查了查官方文檔，發(fā)現(xiàn)Object類中專門有三個(gè)方法是與線程相關(guān)的：
| 方法 | 描述 |
|---|---|
| public final void wait() throws InterruptedException | 線程的等待 |
| public final void notify() | 喚醒第一個(gè)等待線程 |
| public final void notifyAll() |
當(dāng)我看到這些方法的時(shí)候，心里愣了一下，這不就是我們想要的方法嗎，用wait()方法來(lái)讓生產(chǎn)者線程等待，然后運(yùn)行消費(fèi)者線程，等消費(fèi)者線程執(zhí)行完了之后又讓生產(chǎn)者線程去執(zhí)行。這其中我們用true和false來(lái)表示運(yùn)行開(kāi)始和運(yùn)行暫停。
最后我們來(lái)看看完成品的代碼：
class TestDemo{
public static void main(String[] args) {
Message msg=new Message();
new Thread(new Producer(msg)).start();
new Thread(new Consumer(msg)).start();
}
}
class Message extends Exception{
private String title,content;
private boolean flag=true;
// true表示正在生產(chǎn)，不要來(lái)取走，因?yàn)闆](méi)由讓消費(fèi)者區(qū)走的
// false表示可以取走，但是不能生產(chǎn)
public synchronized void set(String title,String content){
if (this.flag==false){
try {
super.wait();
}catch (InterruptedException e){
System.out.println(e);
}
}
this.title=title;
try {
Thread.sleep(60);
}catch (InterruptedException e){
System.out.println(e);
}
this.content=content;
this.flag=true; // 生產(chǎn)完成，修改標(biāo)志位
super.notify(); // 喚醒等待線程
}
public synchronized void get(){
if (flag==true) {// 已經(jīng)生產(chǎn)好了，等待取走
try {
super.wait();
}catch (InterruptedException e){
System.out.println(e);
}
}
try {
Thread.sleep(60);
}catch (InterruptedException e){
System.out.println(e);
}
System.out.println(this.title+"-->"+this.content);
this.flag=true;
super.notify();
}
public String getContent() {
return content;
}
public void setContent(String content) {
this.content = content;
}
public String getTitle() {
return title;
}
public void setTitle(String title) {
this.title = title;
}
}
class Producer implements Runnable{
private Message msg=null;
Producer(Message msg){
this.msg=msg;
}
@Override
public void run() {
for (int i=0;i<=50;i++){
if (i%2==0){
this.msg.set("喜歡夜雨嗎？","是的呢！");
}else {
this.msg.set("還不關(guān)注嗎？","好的呢！");
}
}
}
}
class Consumer implements Runnable{
private Message msg=null;
Consumer(Message msg){
this.msg=msg;
}
@Override
public void run() {
for (int i=0;i<=50;i++){
this.msg.get();
}
}
}
運(yùn)行結(jié)果我就不貼了，你們自己去測(cè)試一下吧…
總結(jié)
這個(gè)案例完美的呈現(xiàn)了線程以及面向?qū)ο笾R(shí)的綜合運(yùn)用，具有很強(qiáng)的實(shí)際操作性
本篇文章就到這里了，希望能給你帶來(lái)幫助，也希望您能夠多多關(guān)注腳本之家的更多內(nèi)容！
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